同极性忆阻器串联电路的磁控耦合分析

本文主要探讨了同极性忆阻器在串联电路中的行为，特别是在磁控忆阻器系统中的应用。忆阻器是一种新型的非易失性存储元件，其电阻值可以根据过去通过它的电流历史进行变化，这种特性使得它们在模拟信号处理、神经网络模型以及可编程电子设备中有巨大潜力。 在特定的电路设计中，如图2所示，两个磁控忆阻器M1和M2被同极性串联连接，电流从M1的正极流入，经由磁通量φ1(t)和φ2(t)相互作用，然后从M2的负极流出。根据基尔霍夫电压定律和串联分压原理，可以推导出两个忆阻器上的电压表达式（7b）和（7c），展示了它们如何受到各自磁通量的影响。 更进一步，当k1=k2=2k时，电路简化为等效阻值的计算，特别是对于M1和M2的阻值，可以表示为与它们各自的初始状态和总磁通量φ12(t)的函数（9a和9b）。通过积分这些方程，可以得出磁通量φ1和φ2的具体值，它们与两个忆阻器的初始状态和电路中的动态变量紧密相关（10a和10b）。 当两个忆阻器的初始值M1(0)和M2(0)相等时，它们的电压会达到相同的水平（11），且每个忆阻器的阻值仅依赖于它们共享的磁通量（12）。整个串联电路的等效忆阻值M12(t)可以通过这些关系综合得出。 研究者王颜、杨玖、王丽丹和段书凯在《物理学报》上发表的文章详细介绍了这一理论，并提供了实际的电路分析方法（Citation: Acta Physica Sinica, 64, 237303, 2015）。该研究不仅关注了忆阻器本身的阻变机制，还涵盖了串并联电路结构对性能的影响，以及可能的应用场景，例如在高级集成电路设计中的潜在应用。 此外，文章还提到了其他相关领域的研究进展，如忆阻器阻变机理、特定材料如Ni/HfO2/Pt的阻变单元特性、分数阶电路设计，以及界面效应对忆阻器性能的调控，展示了忆阻器技术的前沿动态和交叉学科特性。 总结来说，本文是关于同极性串联忆阻器电路行为的深入分析，为理解这种新型电子元件在复杂电路中的行为提供了理论基础，同时也展示了与其他相关研究领域的联系。